La riproduzione batterica senza parete cellulare
La parete cellulare batterica è uno strato esterno di importanza cruciale al di fuori della membrana cellulare. Questo tipo di parete cellulare è composta di catene polisaccaridiche con legame crociato di peptidi batterici specifici. La maggior parte dei batteri sono in grado di mutarsi allo stato di forma L priva di parete cellulare (CWD). Molte forme L sono resistenti agli antibiotici e vengono associate a un'ampia varietà di malattie infettive. Le cellule forme L hanno una configurazione tipica sferica. La divisione cellulare batterica di solito richiede la presenza di una parete cellulare e di componenti del citoscheletro batterico. La capacità dei batteri forme L di crescere e dividersi in assenza di entrambe le suddette strutture potrebbe rappresentare un tipo di divisione cellulare che è risultata importante nelle prime forme di vita. Il progetto CFILP ("Characterisation of factors involved in proliferation of Bacillus subtilis L-forms") ha indagato sui meccanismi della proliferazione delle forme L nel modello batterico Bacillus subtilis. I ricercatori del progetto hanno isolato e studiato le mutazioni genetiche che favoriscono la divisione cellulare e la proliferazione in assenza di una parete cellulare. Hanno scoperto che le mutazioni chiave per la proliferazione di forme L inducono la produzione di una membrana cellulare in eccesso, attraverso l'attivazione del sistema di sintesi degli acidi grassi. Inoltre, un aumento artificiale nel rapporto area /volume della superficie cellulare nelle forme L di tipo selvatico ha determinato la formazione spontanea delle cellule progenie. Adottando un approccio che prevede l'inattivazione genica, i ricercatori hanno identificato una mutazione che impedisce la divisione cellulare di forme L capaci di proliferazione. Hanno isolato la mutazione implicata nella sintesi di un componente di acido grasso della membrana cellulare. Il principale fenotipo osservato in questo mutante è stata una ridotta fluidità della membrana cellulare, che ha bloccato la proliferazione di forme L a una fase di scissione della membrana, impedendo il rilascio di cellule progenie. Un modello finale di divisione di forme L suggerisce che una crescita non equilibrata genera un aumento dell'area superficiale delle cellule, che conduce alla deformazione spontanea della configurazione. Tale disequilibrio tra l'area superficiale e il volume può essere corretto dalla formazione di progenie (divisione), qualora la membrana sia sufficientemente flessibile. I risultati CFILP appoggiano direttamente l'idea che effetti puramente biofisici potrebbero aver prodotto una modalità efficiente di proliferazione in cellule primitive prima dell'evoluzione e dello sviluppo della parete cellulare.
